Linux 虚拟化子系统 (virt/) 文档索引

文档清单

文档	描述	源码位置
kvm_core.md	KVM 核心架构: struct kvm, VMX/SVM, 用户空间交互	virt/kvm/kvm_main.c
kvm_vcpu.md	KVM vCPU 管理: 创建/销毁, VM-Exit/Entry, 任务调度	arch/x86/kvm/x86.c
kvm_mmu.md	KVM MMU 虚拟化: EPT/NPT, TDP MMU, 影子页表, 脏页追踪	virt/kvm/mmu/, arch/x86/kvm/mmu/
kvm_memory.md	KVM 内存管理: Dirty Ring, PFN Cache, Guest Memfd, Memory Slot	virt/kvm/guest_memfd.c, pfncache.c
kvm_interrupt.md	KVM 中断模拟: IRQ Chip, LAPIC, IOAPIC, Eventfd, VFIO	virt/kvm/irqchip.c, arch/x86/kvm/lapic.c
virtio_framework.md	Virtio 框架: virtio_device, virtqueue, 设备状态机, 特征位	virt/virtio/virtio.c
virtio_ring.md	Virtio Ring: Split Ring, Packed Ring, DMA, 内存屏障	drivers/virtio/virtio_ring.c
virtio_transport.md	Virtio 传输层: PCI, MMIO, MSI/MSI-X, 配置空间	drivers/virtio/virtio_pci*.c
virtio_drivers.md	Virtio 设备驱动: Balloon, Mem, Input, vDPA	virt/virtio/virtio_*.c
virtio_device_drivers.md	Virtio 设备驱动详细: Block, Net, Console, SCSI, GPU	drivers/block/virtio_blk.c, net/virtio_net.c

1. KVM 核心架构 (kvm_core.md)

关键内容

struct kvm: VM 实例结构
struct kvm_vcpu: vCPU 结构
struct kvm_run: vCPU 运行状态
kvm_init(): 模块初始化
kvm_create_vm(): 创建虚拟机
kvm_vm_ioctl(): VM IOCTL 接口

关键函数

函数	文件:行号
kvm_init	virt/kvm/kvm_main.c:6487
kvm_create_vm	virt/kvm/kvm_main.c:1105
kvm_vm_ioctl_create_vcpu	virt/kvm/kvm_main.c:4158

2. KVM vCPU 管理 (kvm_vcpu.md)

关键内容

vCPU 创建/销毁流程
VM-Exit/VM-Entry 切换
寄存器状态管理 (MSR, GDT)
vCPU 任务调度 (block, kick)

关键函数

函数	文件:行号
kvm_arch_vcpu_create	arch/x86/kvm/x86.c:12736
vcpu_enter_guest	arch/x86/kvm/x86.c:11079
vmx_vcpu_run	arch/x86/kvm/vmx.c:7580

3. KVM MMU 虚拟化 (kvm_mmu.md)

关键内容

EPT/NPT 嵌套页表
TDP MMU (Two-Dimensional Paging)
影子页表机制
脏页追踪 (dirty_bitmap vs dirty_ring)

关键函数

函数	文件:行号
kvm_tdp_mmu_map	virt/kvm/mmu/tdp_mmu.c:1263
kvm_tdp_mmu_alloc_root	virt/kvm/mmu/tdp_mmu.c:253

4. KVM 内存管理 (kvm_memory.md)

关键内容

Dirty Ring 脏页环机制
PFN Cache (gfn_to_pfn_cache)
Guest Memfd
Memory Slot 管理

关键函数

函数	文件:行号
kvm_dirty_ring_alloc	virt/kvm/dirty_ring.c:74
kvm_gmem_create	virt/kvm/guest_memfd.c:628
kvm_set_memory_region	virt/kvm/kvm_main.c:2001

5. KVM 中断模拟 (kvm_interrupt.md)

关键内容

IRQ Chip 模拟
Local APIC (LAPIC)
IOAPIC 中断路由
Eventfd (IRQFD) 集成
VFIO passthrough

关键函数

函数	文件:行号
kvm_set_irq	virt/kvm/irqchip.c:70
kvm_apic_send_ipi	arch/x86/kvm/lapic.c:1645

6. Virtio 框架 (virtio_framework.md)

关键内容

struct virtio_device: 设备结构
struct virtqueue: 虚拟队列
设备状态机 (ACKNOWLEDGE → DRIVER → ...)
特征位协商

关键函数

函数	文件:行号
register_virtio_driver	virt/virtio/virtio.c:449
virtio_add_device	virt/virtio/virtio.c:517

7. Virtio Ring (virtio_ring.md)

关键内容

Split Ring: 传统实现 (desc/avail/used ring)
Packed Ring: 现代实现 (压缩描述符)
DMA 映射和内存屏障
virtqueue_add/get/kick 操作

关键函数

函数	文件:行号
virtqueue_add_split	drivers/virtio/virtio_ring.c:599
virtqueue_add_packed	drivers/virtio/virtio_ring.c:1615
vring_interrupt	drivers/virtio/virtio_ring.c:3229

8. Virtio 传输层 (virtio_transport.md)

关键内容

PCI 传输: 能力查找, MSI/MSI-X
MMIO 传输: 寄存器映射
virtio_config_ops 接口

关键函数

函数	文件:行号
virtio_pci_find_capability	drivers/virtio/virtio_pci_common.c
virtio_mmio_probe	drivers/virtio/virtio_mmio.c

9. Virtio 设备驱动 (virtio_drivers.md)

关键内容

Virtio Balloon: 内存气球
Virtio Mem: 内存热插拔
Virtio Input: 输入设备
vDPA: vhost Data Path Acceleration

关键函数

函数	文件:行号
fill_balloon	virt/virtio/virtio_balloon.c
virtio_mem_add	virt/virtio/virtio_mem.c

10. Virtio 设备驱动详细 (virtio_device_drivers.md)

关键内容

Virtio Block: 块设备存储
Virtio Net: 网络驱动
Virtio Console: 串口控制台
Virtio SCSI: SCSI 存储
Virtio GPU: 虚拟显示

架构总览

                    ┌─────────────────────────────────────────┐
                    │         QEMU / 用户空间                  │
                    └─────────────────┬───────────────────────┘
                                      │ ioctl / mmap
                                      ▼
                    ┌─────────────────────────────────────────┐
                    │         /dev/kvm                        │
                    │    KVM_GET/SET_VCPU_STATE              │
                    └─────────────────┬───────────────────────┘
                                      │
                    ┌─────────────────┴───────────────────────┐
                    ▼                                       ▼
        ┌─────────────────────┐               ┌─────────────────────┐
        │    KVM VM Instance   │               │    Virtio Device    │
        │    (struct kvm)      │               │  (virtio_device)    │
        └──────────┬──────────┘               └──────────┬──────────┘
                   │                                      │
                   ▼                                      ▼
        ┌─────────────────────┐               ┌─────────────────────┐
        │    KVM vCPU         │               │    Virtqueue        │
        │   (kvm_vcpu)       │               │   (virtqueue)       │
        └──────────┬──────────┘               └──────────┬──────────┘
                   │                                      │
                   ▼                                      ▼
        ┌─────────────────────┐               ┌─────────────────────┐
        │  VM-Exit / VM-Entry │               │    Shared Memory    │
        │  (VMX / SVM)        │               │    (VRing)         │
        └─────────────────────┘               └─────────────────────┘


Virtio 设备类型:
┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐
│ virtio_blk  │  │ virtio_net  │  │virtio_balloon│  │virtio_input│
└─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────┘

源码位置索引

组件	文件路径
KVM 核心	virt/kvm/kvm_main.c
KVM MMU	virt/kvm/mmu/, arch/x86/kvm/mmu/
KVM vCPU	arch/x86/kvm/x86.c, arch/x86/kvm/vmx.c
KVM 中断	virt/kvm/irqchip.c, arch/x86/kvm/lapic.c
KVM 内存	virt/kvm/guest_memfd.c, pfncache.c, dirty_ring.c
Virtio 核心	virt/virtio/virtio.c
Virtio Ring	drivers/virtio/virtio_ring.c
Virtio PCI	drivers/virtio/virtio_pci*.c
Virtio MMIO	drivers/virtio/virtio_mmio.c
Virtio Block	drivers/block/virtio_blk.c
Virtio Net	drivers/net/virtio_net.c
Virtio Balloon	virt/virtio/virtio_balloon.c
Virtio Mem	virt/virtio/virtio_mem.c
Virtio Input	virt/virtio/virtio_input.c
Virtio vDPA	virt/virtio/virtio_vdpa.c

深度分析

virt_deep_dive_r1.md - 深度分析 R1: KVM Core, vCPU, MMU/EPT, KVM_RUN, Dirty Ring, guest_memfd
virt_deep_dive_r2.md - 深度分析 R2: kvm_mmu_map_page, tdp_mmu_iter, ept_sync_root, kvm_x86_emulator, vmx_vcpu_run, nested VMX

Linux 虚拟化子系统 (virt/) 文档索引 ​

文档清单 ​

1. KVM 核心架构 (kvm_core.md) ​

关键内容 ​

关键函数 ​

2. KVM vCPU 管理 (kvm_vcpu.md) ​

关键内容 ​

关键函数 ​

3. KVM MMU 虚拟化 (kvm_mmu.md) ​

关键内容 ​

关键函数 ​

4. KVM 内存管理 (kvm_memory.md) ​

关键内容 ​

关键函数 ​

5. KVM 中断模拟 (kvm_interrupt.md) ​

关键内容 ​

关键函数 ​

6. Virtio 框架 (virtio_framework.md) ​

关键内容 ​

关键函数 ​

7. Virtio Ring (virtio_ring.md) ​

关键内容 ​

关键函数 ​

8. Virtio 传输层 (virtio_transport.md) ​

关键内容 ​

关键函数 ​

9. Virtio 设备驱动 (virtio_drivers.md) ​

关键内容 ​

关键函数 ​

10. Virtio 设备驱动详细 (virtio_device_drivers.md) ​

关键内容 ​

架构总览 ​

源码位置索引 ​

深度分析 ​

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1. KVM 核心架构 (kvm_core.md)

关键内容

关键函数

2. KVM vCPU 管理 (kvm_vcpu.md)

关键内容

关键函数

3. KVM MMU 虚拟化 (kvm_mmu.md)

关键内容

关键函数

4. KVM 内存管理 (kvm_memory.md)

关键内容

关键函数

5. KVM 中断模拟 (kvm_interrupt.md)

关键内容

关键函数

6. Virtio 框架 (virtio_framework.md)

关键内容

关键函数

7. Virtio Ring (virtio_ring.md)

关键内容

关键函数

8. Virtio 传输层 (virtio_transport.md)

关键内容

关键函数

9. Virtio 设备驱动 (virtio_drivers.md)

关键内容

关键函数

10. Virtio 设备驱动详细 (virtio_device_drivers.md)

关键内容

架构总览

源码位置索引

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